Sådan bygger du en model af heliumatomet (Isotope 4He) - Trin-for-trin-vejledning

Af Walt Pickut | Opdateret 24. marts 2022

Atommodeller illustrerer de tre nøglekomponenter i et atom:kernen, lavet af protoner og neutroner, og elektroner, der kredser om kernen. Den klassiske Bohr-model, anerkendt af nobelpristageren Niels Bohr i 1922, afbilder elektroner i faste baner. Mens moderne kvantemekanik beskriver elektronsandsynlighedsskyer, er Bohr-modellen stadig en klar, praktisk måde at formidle atomstruktur til studerende og hobbyfolk.

Trin 1 – Vælg din heliumisotop

Se et periodisk system eller en betroet kemitekst for at bestemme proton-, neutron- og elektrontal for helium. Den mest almindelige naturlige isotop, 4He , har 2 protoner, 2 neutroner og 2 elektroner. Mindre almindelige isotoper adskiller sig kun i neutrontal og henfald inden for sekunder, så vi modellerer det stabile 4He-atom.

Trin 2 – Forbered farvede kugler

Mal eller farve seks kugler (0,5-1 tomme i diameter) i tre forskellige farver:en farve for protoner (P), en anden for neutroner (N) og en tredje for elektroner (e). Mærk hver kugle med en permanent markør:"P", "N" eller "e."

Trin 3 – Konstruer elektronbanen

Træk de to elektronkugler på en 24" stiv ledning, bøj ledningen til en perfekt cirkel, og lim sfærerne på modsatte sider af løkken. Denne sløjfe repræsenterer den delte elektronbane.

Trin 4 – Byg kernen

Lim de to proton- og to neutronkugler sammen i et kvadratisk arrangement. Sørg for, at limbindingen er solid, før du fortsætter.

Trin 5 – Opret en pivot til kernen

Bor et ¼-tommer hul gennem kernens diagonale hjørner, så en dyvel kan passere igennem.

Trin 6 – Fastgør kernen til dyvlen

Indsæt dyvlen i kernehullerne, læg den fladt, og lad den være ulimet indtil videre.

Trin 7 – Placer elektronbanen

Placer elektronsløjfen, så kernen sidder centralt. Drej løkken, så elektronkuglerne sidder til venstre og højre for dyvlens akse. Skub dyvlen langs løkkens diameter, indtil den ene ende knap rører løkkens inderkant. Påfør lim ved hvert kontaktpunkt - mellem dyvlen og kernen og mellem dyvlen og løkken.

Trin 8 – Monter modellen

Bor et ¼" hul i midten af en 4" × 4" × 1" træblok. Fastgør dyvlens limede ende i dette hul, så modellen kan stå oprejst. Din heliumatommodel er nu klar til udstilling eller undervisningsbrug.

Nødvendige materialer

• 6 kugler (½-1 i diameter, f.eks. balsatræ, Styrofoam eller pingpongbolde)
• Varmlimpistol og limstifter
• 24" stiv ledning
• 1/4" × 18" trædyvel
• 4" × 4" × 1" træklods
• Tre permanente markører eller malingsfarver
• Sort permanent markør til etiketter
• ¼-tommer bor

TL;DR

Byg en 18" høj heliumatommodel med en 8" elektronbane. Den samme teknik skaleres for andre elementer, mens den bibeholder proportional nøjagtighed.

Sikkerhedsmeddelelse

Bær sikkerhedsbriller, når du borer, og håndter varm lim forsigtigt. Sørg for, at alle limbindinger er faste, før du går videre til næste trin.